苯甲酸鈉

苯甲酸鈉

化學物品
苯甲酸鈉(化學式:C6H5CO2Na),E編号E211,是苯甲酸的鈉鹽。苯甲酸鈉屬于酸性防腐劑在酸性環境下防腐效果較好,是很常用的食品防腐劑,有防止變質發酸、延長保質期的效果,在世界各國均被廣泛使用。然而近年來對其毒性的顧慮使得它的應用受限,有些國家如日本已經停止生産苯甲酸鈉,并對它的使用作出限制。苯甲酸鈉大多為白色顆粒,無臭或微帶安息香氣味,味微甜,有收斂性;易溶于水(常溫)53.0g/100ml左右,PH在8左右。苯甲酸鈉也是酸性防腐劑,在堿性介質中無殺菌、抑菌作用;其防腐最佳PH是2.5-4.0,在PH5.0時5%的溶液殺菌效果也不是很好。苯甲酸鈉親油性較大,易穿透細胞膜進入細胞體内,幹擾細胞膜的通透性,抑制細胞膜對氨基酸的吸收;進入細胞體内電離酸化細胞内的堿儲,并抑制細胞的呼吸酶系的活性,阻止乙酰輔酶A縮合反應,從而起到食品防腐的目的。
    中文名:苯甲酸鈉 外文名: 别名:E211、苯酸鈉、安息香酸鈉、苯甲酸鈉鹽 化學式:C7H5NaO2 分子量: CAS登錄号: EINECS登錄号: 熔點:> 300 °C℃ 沸點:249.3℃ 水溶性: 密度:1.44 g/cm3 外觀:白色結晶或顆粒,或無色粉末 閃點:111.4℃ 應用: 安全性描述: 危險性符号: 危險性描述: UN危險貨物編号: CN危險貨物編号: 英文名:Sodium benzoate CAS号:532-32-1 SMILES:O=C([O-])C1=CC=CC=C1.[Na+] RTECS:208-534-8 摩爾質量:144.1032 溶解度(水):soluble 主要危害:苯甲酸鹽類防腐劑(苯甲酸鈉、苯甲酸鉀)可以與維生素C反應生成具有緻癌性的苯

基本介紹

沸點:249.3°Cat760mmHg

産品規格:工業級、食品級

分子量:144

性狀:白色顆粒或結晶性粉末。無氣味,有甜澀味。

用途:化學分析用試劑;用于醫藥工業和植物遺傳研究。

苯甲酸又稱為安息香酸,故苯甲酸鈉又稱安息香酸鈉。苯甲酸在常溫下難溶于水,在空氣(特别是熱空氣)中微揮發,有吸濕性,大約常溫下0.34g/100ml;但溶于熱水;也溶于乙醇、氯仿和非揮發性油。在使用中多選用苯甲酸鈉;苯甲酸和苯甲酸鈉的性狀和防腐性能都差不多。

危險屬性

危險品标志Xi

危險類别碼36/37/38-62-63-68

安全說明24/25-36-26

WGKGermany1

RTECS号DH6650000

海關編碼29163100

毒害物質數據532-32-1(HazardousSubstancesData)

研究曆史

1870年,英國科學家H.Fleck在尋求一種酸來代替熟知的水楊酸時,第一次描述了苯甲酸的防腐作用,他确立了這種物質的防腐作用,由于當時對于苯甲酸鈉的安全性研究并不深入,而且生産技術不夠成熟,直到20世紀初才首次用于食品防腐,此後因為價格低廉成為全世界使用最多的防腐劑之一。

物質特性

物化性質

1.含量:≥99.5%

2.外觀:合格

3.水不溶物:0.01

4.堿度:合格

5.氯化物:0.01

6.硫酸鹽:0.005;

7.鐵:0.0005

8.重金屬(以Pb計):0.0005

苯甲酸鈉是用于内服液體藥劑的防腐劑,用量過多會對人體肝髒産生危害,甚至緻癌。根據GB2760—1996國家衛生标準規定,在肉制食中不得使用苯甲酸鈉。

“蘇丹紅”事件發生後,各種食品添加劑随之引起了公衆的極大關注而被頻頻“曝光”。根據我國GB2760-1996《食品添加劑使用衛生标準》規定,在肉制品中,食品防腐劑苯甲酸和苯甲酸鈉不得檢出。但是有些報道,如“苯甲酸和苯甲酸鈉在肉制品中是強制禁止使用的,因為有毒”,“苯甲酸含有苯,苯是緻癌物質”等等,這些報道是否準确科學?

本文通過介紹苯甲酸和苯甲酸鈉的理化性質、防腐機理、毒性試驗及其在人體内的解毒機理,以及國外對這兩種防腐劑的使用情況,旨在為探讨苯甲酸和苯甲酸鈉能否在肉制品中添加使用提供參考依據。

理化性質

CAS:65-85-0

分子式:C7H6O2

分子量:122.12

熔點:122-123℃

性質描述:苯甲酸為鱗片狀或針狀結晶,具有苯或甲醛的氣味,易燃。相對密度1.2659。熔點122.4℃,沸點249℃,折射率1.504。蒸氣易揮發。閃點(閉杯)121-123℃。微溶于水,溶于乙醇、甲醇、乙醚、氯仿、苯、甲苯、二硫化碳、四氯化碳和松節油。

在100℃時迅速升華,能随水蒸氣同時揮發。苯甲酸常以遊離酸、酯或其衍生物的形式廣泛存在于自然界。例如,在安息香膠内以遊離酸和苄酯的形式存在;在一些植物的葉和莖皮中以遊離的形式存在;在香精中以甲酯或苄酯的形式存在;在馬尿中以其衍生物馬尿酸的形式存在。

生産方法:最初由安息香膠幹餾或用堿水水解制得,亦可由馬尿酸水解制得。苯甲酸的工業生産方法有甲苯液相空氣氧化法、次苄基三氯水解法及苯酐脫羧法三種,而以甲苯液相空氣氧化法最普遍。甲苯和空氣通入盛有環烷酸钴催化劑的反應器中,在反應溫度140-160℃,操作壓力0.2-0.3MPa的條件下進行反應,生成苯甲酸,經蒸去未反應的甲苯得粗苯甲酸,再經減壓蒸餾,重結晶得成品。用鄰苯二甲酸酐脫羧法所得最終産品不易精制,而且生産成本高,隻在批量不大的醫藥等産品的制造過程中采用。

甲苯氯化法的産品不适于應用于食品。苯甲酸有工業用、食品用、醫藥用等不同規格。食品級應符合GB1901-80,含量在99.5%以上,熔點121-123℃,并對易氧化物、易碳化物、含氯化合物、灼燒殘渣、重金屬、砷含量等質量指标作了規定。原料消耗定額:甲苯1140kg/t、環烷酸钴4kg/t。此外,由甲苯生産苯甲醛時可副産苯甲酸。

相關信息

相關作用

【用途一】主要用作食品防腐劑,也用于制藥物、染料等

【用途二】用于醫藥工業和植物遺傳研究,也用作染料中間體、殺菌劑和防腐劑

【用途三】可以用于抗微生物劑,能夠有效殺滅微生物、真菌以及病毒。

【用途四】苯甲酸鈉液室重要的酸型飼料防腐劑。使用時轉化為有效形式苯甲酸。使用範圍及使用量參見苯甲酸。此外,也可作為食品的防腐劑。

【用途五】苯甲酸鈉也是重要的酸型食品防腐劑。使用時轉化為有效形式苯甲酸。使用範圍及使用量參見苯甲酸。此外,也可作為飼料的防腐劑。

【用途六】該品用作食品添加劑(防腐劑)、醫藥工業的殺菌劑、染料工業的媒染劑、塑料工業的增塑劑,也用作香料等有機合成的中間體。

【用途七】用作血清膽紅素試驗的助溶劑、食品添加劑(防腐劑)、醫藥工業的殺菌劑、染料工業的媒染劑、塑料工業的增塑劑,也用作香料等有機合成的中間體。

相關測定

參見GB1902-94規定的分析方法進行。

方法名稱:苯甲酸鈉—苯甲酸鈉的測定—中和滴定法

應用範圍:本方法采用滴定法測定苯甲酸鈉的含量。

本方法适用于苯甲酸鈉。

方法原理:供試品置分液漏鬥中,加水25mL,乙醚50mL與甲基橙指示液2滴,用鹽酸滴定液(0.5mol/L)滴定,随滴随振搖,至水層顯橙紅色;分取水層,置具塞錐形瓶中,乙醚層用水5mL洗滌,洗滌液并入錐形瓶中,加乙醚20mL,繼續用鹽酸滴定液(0.5mol/L)滴定,随滴随振搖,至水層顯持續的橙紅色時停止滴定,讀出鹽酸滴定液使用量,計算苯甲酸鈉含量。

試劑:

1.水

2.乙醚

3.鹽酸滴定液(0.5mol/L)

4.甲基橙指示液:取甲基橙0.1g,加水100mL使溶解,即得。

試樣制備:1.鹽酸滴定液(0.5mol/L)

配制:取鹽酸45mL,加水适量使成1000mL,搖勻。

标定:取在270~300ºC幹燥至恒重的基準無水碳酸鈉約0.75g,加水50mL使溶解,加甲基紅-溴甲酚綠混合指示液10滴,用本液滴定至溶液由綠色轉變為紫紅色時,煮沸2分鐘,冷卻至室溫,繼續滴定至溶液由綠色變為暗紫色。每1mL鹽酸滴定液(0.5mol/L)相當于26.5mg的無水碳酸鈉,根據本液的消耗量與無水碳酸鈉的取用量,算出本液的濃度,即得。

操作步驟:取本品約1.5g,精密稱定,置分液漏鬥中,加水25mL,乙醚50mL與甲基橙指示液2滴,用鹽酸滴定液(0.5mol/L)滴定,随滴随振搖,至水層顯橙紅色;分取水層,置具塞錐形瓶中,乙醚層用水5mL洗滌,洗滌液并入錐形瓶中,加乙醚20mL,繼續用鹽酸滴定液(0.5mol/L)滴定,随滴随振搖,至水層顯持續的橙紅色。每1mL的鹽酸滴定液(0.5mol/L)相當于72.06mg的C7H5NaO2。

注1:“精密稱取”系指稱取重量應準确至所稱取重量的千分之一,“精密量取”系指量取體積的準确度應符合國家标準中對該體積移液管的精度要求。

參考文獻:中華人民共和國藥典,國家藥典委員會編,化學工業出版社,2005年版,二部,p.902。

相關合成

由甲苯在環烷酸钴催化劑存在下,以空氣氧化先制取苯甲酸,再以苯甲酸為原料,用碳酸氫鈉中和,活性炭脫色,再經過過濾、幹燥、粉碎制得産品。

質量标準

參照國家标準GB1902-94規定的苯甲酸鈉的質量指标

其他信息

添加食品防腐劑的目的是為了改善食品品質、延長保存期、方便加工和保全營養成分。隻要按照國家規定的品種範圍和使用量進行添加苯甲酸和苯甲酸鈉,都是允許的,也是安全的。誠然,我國在食品添加劑法律規定上也有些欠缺,作為食品科學工作者面對着公衆對食品安全的空前關注或企業追求利益的壓力,應該本着負責的科學的态度進行論證,而不能憑空想象,随意曲解食品防腐劑,誤導公衆,導緻公衆對現代食品工業失去信心甚至産生恐慌。如果那樣的話,将會使食品工業的發展和食品安全問題的解決陷入被動。

苯甲酸和苯甲酸鈉

目前,我國食品防腐劑主要采用苯甲酸鈉及山梨酸鉀,由于苯甲酸鈉價格便宜,被食品企業廣泛使用。

物理化學性質(萬素英,1998;淩關庭,2003):

苯甲酸

(BenzoicAcid)

分子式:C6H5COOH

又稱安息香酸,無嗅或略帶安息香氣味,廣泛用作食品防腐劑,天然存在于酸果蔓、梅幹、肉桂、丁香中,是一種芳香族酸,還可以作為香料添加。未離解酸具有抗菌活性,在PH值2.5-4.0範圍内,呈最佳活性。毒理學依據:LD大鼠口服2530mg.kg-1(bw)50GRASFDA-21CFR184.1021ADI0-5mg.kg-1(bw)(苯甲酸及其鹽的總量,以苯甲酸計)(FAO/WHO,1994)

苯甲酸鈉

(SodiumBenzoate)分子式:CHCOONa

是苯甲酸的鈉鹽,無嗅或略帶安息香氣味,在酸性食品中能部分轉為有活性的苯甲酸,防腐機理同苯甲酸。由于比苯甲酸更易溶于水,而且在空氣中穩定,抑制酵母菌和細菌的作用強,因此比苯甲酸更常用。毒理學依據:LD大鼠口服4070mg.kg-1(bw)

50GRASFDA-21CFR184.23,181.733ADI0-5mg.kg-1(bw)(本甲酸及其鹽的總量,以苯甲酸計)(FAO/WHO,1994)

防腐作用機理

苯甲酸類防腐劑是以其未離解的分子發生作用的,未離解的苯甲酸親油性強,易通過細胞膜,進入細胞内,幹擾黴菌和細菌等微生物細胞膜的通透性,阻礙細胞膜對氨基酸的吸收,進入細胞内的苯甲酸分子,酸化細胞内的儲堿,抑制微生物細胞内的呼吸酶系的活性,從而起到防腐作用(侯振建,2004)。

苯甲酸是一種廣譜抗微生物試劑,對酵母菌、黴菌、部分細菌作用效果很好,在允許最大使用範圍内,在pH值4.5以下,對各種菌都有抑制作用。

毒性和安全性

為确保食品添加劑的絕對安全使用,世界各國對各種食品添加劑能否使用、适用範圍和最大使用量,都有嚴格的規定,要受法規法律的制約。

在國際上被公認的食品添加劑安全性指标有LD、50GRAS和ADI(淩關庭,2003)LD(大鼠,經口)是判斷食品添加劑安全性的常50用指标,也是任何食品添加劑都必須進行的毒理學評價中的第一個階段急性毒性試驗指标,LD越大表明其毒性越小,在食品使用時其安全性越高,根據我國衛生部《食品安全性毒理學評價标準》(1994)的毒性劃分規定,苯甲酸和苯甲酸鈉屬于實際無毒類,而肉制品中常用作發色劑的亞硝酸鈉LD為220mg.kg-1,屬于中等毒類。

GRAS是美國FDA評價食品添加劑的安全性指标。根據FDA的規定,苯甲酸(FDA,§184.1021,2000)被列為一般公認的安全類食品添加劑(GRAS)。ADI(AcceptableDailyIntakes)值為每日人體每千克體重允許攝入的毫克數,數值是由FAO/WHO(1994)規定的,苯甲酸在食品中的使用量為0.2-1g/kg。隻要按照國标規定的添加量使用是不會有安全問題的。

人體解毒機理

在食品中添加少量苯甲酸時,對人體并無毒害。世界各國多年來的應用和毒性試驗表明,如按0.06g/kg添加,苯甲酸均無蓄積性、緻癌、緻畸、緻突變和抗原等作用。苯甲酸在體内能很快被吸收,苯甲酸會與甘氨酸結合形成馬尿酸(甘氨酸苯甲酰),其餘的會與葡萄糖醛酸結合而形成1-苯甲酰葡萄糖醛酸。

75-80%的苯甲酸在6h内從人體排出,10-14h後可以全部從體内排出(FAO,1974),這種解毒作用使苯甲酸不會在體内蓄積。應該指出的是,貓對苯甲酸比較敏感,生産寵物食品時,應該加以注意。用含有2.39%苯甲酸的肉喂貓,28隻貓中有17隻表現神經過敏、興奮、失去平衡和視力(FAO,1974)

另外,苯甲酸鈉與維生素C反應會生成苯(苯是緻癌物質),所以在果脯等富維C食品中使用苯甲酸鈉是有害的。苯甲酸鈉普遍存在于飲料當中,所以我們應當在購買飲料的時候注意!檸檬酸鈉就不會和維生素C反應,可以選擇此類飲品。注:可口可樂公司出品的無糖零度碳酸飲料,成分中含有苯甲酸鈉,應謹慎選擇,避免飲用。

國外使用問題

關于在肉制品加工中使用苯甲酸和苯甲酸鈉的讨論

在歐洲和澳大利亞,苯甲酸和苯甲酸鈉是可以出現于肉制品中的,但并不推薦兒童消費(E210,E211)。在加拿大,苯甲酸和苯甲酸鈉可以用于帶包裝的魚肉和肉制品中。在印度,苯甲酸鈉被認為廣泛存在于自然界中,接近天然添加劑,可以在肉制品中作為食品防腐劑使用。但在許多國家,如日本、美國等,苯甲酸和苯甲酸鈉未被允許在肉制品中使用。

在日本,已經停止生産苯甲酸和苯甲酸鈉,而且在進口食品也有些限制(淩關庭,2003)。

根據美國FAO規定,苯甲酸和苯甲酸鈉可以用于速凍魚條、魚塊、魚餡制品,但并沒有把肉制品列入使用範圍。此外,在以上所列允許使用苯甲酸和苯甲酸鈉的國家中,這兩種添加劑也不作為肉制品推薦使用的防腐劑。

國内使用問題

在國内,一些關于肉制品科學和加工工藝的文獻中,也提到可以采用苯甲酸和苯甲酸鈉作為防腐劑(孔保華,2003;葛長榮,2002)。2004年在中國食品添加劑協會一次交流大會上,有企業提出“關于修改《食品添加劑使用衛生标準》禁止使用面粉增白劑(過氧化苯甲酰)的建議”,建議受到與會者的重視(化工,2004)。

因為過氧化苯甲酰在面粉中最終會形成苯甲酸,于是國内有些企業對甲酸和苯甲酸鈉禁止在肉制品中使用也提出了質疑,引起了争論。

那麼究竟有沒有必要修改《食品添加劑使用衛生标準》,擴大其使用範圍呢?首先,從苯甲酸和苯甲酸鈉的防腐作用機理知道,苯甲酸類防腐劑是以其未離解的分子發生作用的,而食品的pH值對苯甲酸在食品中未離解的百分比含量影響很大,即食品的pH值對苯甲酸類防腐效果影響很大。

從表1看出,在相同的酸性下,不同添加劑作用不同,pH值為5時,苯甲酸未解離分子是山梨酸的1/3,即在pH值為5的食品中,山梨酸的抑菌效果是苯甲酸的3倍(侯振建,2004)。但在pH值為4以下時,效果相差并不大,因此苯甲酸類防腐劑一般用于軟飲料、果醬、泡菜等酸性食品中。而肉制品pH值一般為5.3-6.5,即使是發酵肉制品,如意大利色拉米腸和德式色拉米腸,pH值也隻在4.7-5.3之間(孔保華,2003),苯甲酸的防腐效果也受到限制。

因此,除了在發酵肉制品中有部分效果,苯甲酸在一般肉制品中很難起防腐作用。

毒性比較

其次,我們比較一下苯甲酸和苯甲酸鈉和山梨酸的毒性,表2是幾種常見的食品添加劑的LD、ADI、我國國标規定的最大使用量以及價格比較。可以看出,山梨酸和山梨酸鉀的毒性比苯甲酸小,防腐效果比苯甲酸鈉好,更加安全。苯甲酸和苯甲酸鈉的優勢是在空氣中比較穩定,成本較低。

但在密封狀态下,山梨酸和山梨酸鉀也很穩定,山梨酸鉀的熱穩定性比較好,分解溫度高達270℃。由于食品添加劑的添加量很小,并不會明顯增加肉制品産品成本。因此,許多國家已經開始逐漸采用山梨酸和山梨酸鉀替代苯甲酸和苯甲酸鈉。

另外,苯甲酸在酸性條件下溶解度較低,如果攪拌不均勻,會出現局部有苯甲酸結晶析出,導緻局部産品添加劑超标(侯振建,2004)。

苯甲酸還與氯化鈣有拮抗作用,與氯化鈉、異丁酸、葡萄糖酸、半胱氨酸鹽等也有類似作用(葛長榮,2002)。苯甲酸添加後還會使食品産生澀味,甚至會破壞肉制品的風味。因此并不提倡肉制品加工中使用苯甲酸和苯甲酸鈉作為防腐劑添加。

事實上,添加苯甲酸和苯甲酸鈉并不是肉制品唯一的防腐方法。使用天然防腐劑,如采用Nisin、殼聚糖、香辛料提取物等,也能夠達到抑菌保鮮作用,也是肉制品工業的一個發展方向。

還可以通過改善加工條件,改進食品包裝,對産品熱處理或輻照殺菌、進行低溫儲藏等等來實現肉制品的防腐保鮮目的。歸根到底,最為重要的還是加強衛生管理,從源頭減少污染。

苯甲酸及其鈉鹽使用範圍與用量(GB2760-2011食品添加劑使用标準)

鑒别

(1)取本品約2mg,加硫酸2ml使溶解,溶液即顯黃綠色,并有藍色熒光;将此溶液傾入水2ml中,溶液顯淡橙色。

(2)本品的紅外光吸收圖譜應與對照的圖譜(光譜集235圖)一緻。

檢測

其他甾體:取本品适量,精密稱定,以甲醇為溶劑,配制成每1ml含1mg的溶液(1)與每1ml含0.02mg的溶液(2)。用含量測定項下的方法和溶液,取8μl注入液相色譜儀,調節檢測靈敏度,使主成分峰高度達記錄儀的滿量程。再取溶液(1)和(2)各8μl,分别注入液相色譜儀。記錄色譜圖至主成分峰保留時間的1.2倍。

溶液(1)顯示的雜質峰數不得超過3個,各雜質峰面積及其總和分别不得大于溶液(2)主峰面積的1/2和3/4。

幹燥失重:取本品,在105℃幹燥至恒重,減失重量不得過0.5%。

含量測定

高效液相色譜法測定。

色譜條件與系統适用性試驗:用十八烷基矽烷鍵合矽膠為填充劑;甲醇-水(80:20)為流動相,檢測波長為230nm。理論闆數按苯甲酸雌二醇峰計算應不低于4500,苯甲酸雌二醇峰與内标物質峰的分離度應符合要求。

内标溶液的制備:取丙酸睾酮約48mg,精密稱定,置50ml量瓶中,加甲醇溶解并稀釋至刻度,搖勻,即得。

測定法:取苯甲酸雌二醇對照品約25mg,精密稱定,置25ml量瓶中,加甲醇微溫使溶解,放冷,用甲醇稀釋至刻度,搖勻;精密量取該溶液與内标溶液各5ml,置25ml量瓶中,用甲醇稀釋至刻度,搖勻;取8μl注入液相色譜儀,記錄色譜圖;另取本品适量,同法測定,按内标法以峰面積計算,即得。

使用說明

使用注意事項

(1)苯甲酸鈉為強堿弱酸鹽,其水溶液顯堿性,pH等于8。在酸性溶液中水解成苯甲酸,溶解度降低。

(2)可單獨使用,也可混用,1g苯甲酸相當于1.18g苯甲酸鈉。

使用範圍及使用量

(1)中國《食品添加劑使用衛生标準》(GB2920-1996)規定:使用苯甲酸鈉,亦以苯甲酸計,不得超過用量,詳見苯甲酸。

(2)實際使用參考:一般使用方法是加适量水溶解後加入食品中,但具體使用時又可有不同。

①在一般汽水、果汁中使用時,應在配制糖漿時添加。如先将糖溶化、煮沸、過濾後,一邊攪拌一邊将苯甲酸鈉投入糖漿中。也可在溶糖時添加。待苯甲酸鈉充分溶解後,即可分别先後加入懸濁劑及檸檬酸。應注意,苯甲酸鈉、檸檬酸、懸濁劑必須分别先後加入,尤其是苯甲酸鈉與檸檬酸,如果同時加入,就會出現絮狀物。

②用于醬油中,苯甲酸鈉要在加熱殺菌工序中添加。通常是将生醬油放入殺菌裝置,加熱至殺菌溫度時(一般在65℃~75℃,根據季節與品質具體掌握)添加苯甲酸鈉。苯甲酸鈉可先用适量的熱水或近80℃的三淋油溶解後加入。

③用于醋中,應在淋出、調整好酸度後添加。

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